Mathématiques · 3ème · Exercice

Corrigés — Divisibilité et nombres premiers 3ème

Chaque corrigé donne le calcul entier, et la remarque de méthode qui évite l'erreur la fois suivante.

3ème Mathématiques Exercice
Durée 35 min par fiche
Barème Sur 20
Format PDF A4
Accès Gratuit
Trois chemins pour rendre la fraction 48/36 irréductible, côte à côte. En simplifiant pas à pas : on divise par 2, puis par 2, puis par 3, soit trois divisions. Par la décomposition en facteurs premiers : 48 = 2 × 2 × 2 × 2 × 3 et 36 = 2 × 2 × 3 × 3, les facteurs communs donnent 12, soit une seule division. Par l'algorithme d'Euclide : 48 = 36 × 1 + 12 puis 36 = 12 × 3 + 0, soit deux divisions. Les trois donnent 12.

Ce que contiennent les corrigés

Tous les diviseurs de 546, cherchés par couples, et la raison pour laquelle on s'arrête à 23.

Les critères appliqués sans poser une seule division, et la démonstration que tout multiple de 9 est un multiple de 3.

Les divisions euclidiennes écrites sous la forme « dividende = diviseur × quotient + reste », chacune vérifiable seule.

Les décompositions en produit de facteurs premiers, écrites développées — et les trois chemins qui mènent au même diviseur commun.

1 sur 5

Multiples et diviseurs

Chercher les diviseurs par couples, et ne pas confondre les deux mots.

Les huit couples de diviseurs, et le compte total.

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Les diviseurs de 84 cochés, et la différence entre multiple et diviseur.

Chercher par couples évite d'en oublier : c'est la méthode que le programme demande de savoir mener à la main.

  • Par couples
  • Jusqu'à la racine
  • Multiple
  • Diviseur

Le barème, exercice par exercice total : 20 points

Exercice 1 — Tous les diviseurs de 546 8 points

On cherche les diviseurs par COUPLES : dès qu'on en trouve un petit, le grand vient avec.

  • Chaque ligne se vérifie en multipliant : le produit doit redonner 546.
  • Cela divise le travail par deux, et c'est ce qui rend la recherche faisable à la main.
  • Chaque couple en donne deux, sauf si le nombre est un carré parfait — ce qui n'est pas le cas ici.

Exercice 2 — Diviseurs de 84 6 points

Coche les nombres qui divisent 84.

  • Un diviseur laisse un reste nul : 84 ÷ 8 donne 10 et il reste 4, donc 8 n'est pas un diviseur.
  • « a est un diviseur de b » et « b est un multiple de a » disent exactement la même chose.

Exercice 3 — Un problème de divisibilité 6 points

Un fleuriste dispose de 546 roses et de 210 tulipes. Il veut composer des bouquets identiques, en utilisant toutes ses fleurs.

  • Traduire « toutes les fleurs sont utilisées » par « le reste est nul » est le geste attendu.
  • Il suffit de croiser les deux listes de diviseurs. Le plus grand fait l'objet de la fiche 5.

2 sur 5

Les critères de divisibilité

Répondre sans diviser, et savoir pourquoi 9 entraine 3.

Le tri complété, et la démonstration que 9 entraine 3.

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Les quatre affirmations tranchées, et 2 520 passé au crible.

Les critères ne se combinent que si les facteurs n'ont pas de diviseur commun autre que 1.

  • Par 2
  • Par 3 et 9
  • Par 5 et 10
  • Sans diviser

Le barème, exercice par exercice total : 20 points

Exercice 1 — Trier sans diviser 8 points

Douze nombres, tous divisibles par 3. Range-les selon qu'ils le sont aussi par 9.

  • La somme des chiffres est divisible par 3 ; la somme des chiffres est divisible par 9. On additionne, on regarde, on ne divise jamais.
  • 9 = 3 × 3 : ce qui contient trois fois un facteur le contient au moins une fois.
  • Deux critères, deux regards sur le même chiffre des unités.

Exercice 2 — Quatre affirmations 6 points

Une seule réponse est juste à chaque ligne.

  • Un critère porte sur l'ÉCRITURE du nombre, pas sur sa valeur : c'est ce qui permet de répondre de tête.
  • C'est l'outil qu'on emploie pour trouver les premiers facteurs d'une décomposition.

Exercice 3 — Sans poser une seule division 6 points

On considère le nombre 2 520.

  • La somme des chiffres sert deux fois : pour 3 et pour 9.
  • Attention : cela ne marche que si les facteurs n'ont pas de diviseur commun autre que 1.

3 sur 5

La division euclidienne, et l'algorithme d'Euclide

Une égalité qui se vérifie seule, et sa répétition.

Les quatre divisions de l'algorithme, écrites en entier.

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La division de 1 449 par 26, et pourquoi le reste ne peut pas valoir 26.

Connaitre l'algorithme ne nuit pas : c'est un bon moyen de s'entrainer à la division euclidienne.

  • Quotient
  • Reste
  • L'égalité
  • La répétition

Le barème, exercice par exercice total : 20 points

Exercice 1 — Enchainer les divisions 8 points

Chaque étape reprend le diviseur et le reste de la précédente.

  • Chaque égalité se vérifie seule : on multiplie, on ajoute le reste, on doit retomber sur le dividende.
  • Le dernier reste non nul est aussi le diviseur de la dernière ligne, celle dont le reste vaut 0.
  • C'est la condition 0 ≤ reste < diviseur qui le garantit, et c'est elle qui rend la division euclidienne unique.

Exercice 2 — Lire la méthode 6 points

Lis le document, puis réponds.

  • C'est la seule règle : tout le reste en découle.
  • Le connaitre ne nuit pas : c'est un bon moyen de s'entrainer à la division euclidienne.

Exercice 3 — Une division, et ce qu'elle garantit 6 points

On divise 1 449 par 26.

  • On vérifie en remultipliant : le résultat doit redonner exactement le dividende.
  • C'est cette condition qui rend le couple (quotient, reste) unique.

4 sur 5

Les nombres premiers et la décomposition

La carte d'identité d'un nombre, et les trois façons de la rater.

Les quatre décompositions, et les facteurs que deux nombres partagent.

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Les trois copies fausses, et la liste des premiers jusqu'à 100.

Le crible d'Ératosthène ne teste rien : il raye les multiples, ce qui est bien plus rapide.

  • Deux diviseurs
  • La liste jusqu'à 30
  • Décomposer
  • Le crible

Le barème, exercice par exercice total : 20 points

Exercice 1 — Chaque nombre, sa décomposition 8 points

Relie chaque nombre au produit de facteurs premiers qui lui correspond.

  • On divise par le plus petit facteur premier possible, puis on recommence sur le quotient.
  • Comparer deux décompositions facteur par facteur est ce qui donnera la fraction irréductible.
  • C'est pourquoi deux décompositions différentes signalent forcément une erreur.

Exercice 2 — Cinq copies à corriger 6 points

Trois de ces copies se trompent, pour trois raisons différentes.

  • Une décomposition n'est finie que si TOUS les facteurs sont premiers.
  • C'est le même raisonnement que pour les diviseurs par couples, à la fiche 1.

Exercice 3 — La liste à connaitre 6 points

Le programme demande de connaitre les nombres premiers inférieurs ou égaux à 30.

  • Ils commencent par 2, le seul nombre premier pair : tous les autres pairs ont 2 pour diviseur.
  • C'est le crible d'Ératosthène : on ne teste pas, on raye.

5 sur 5

Rendre une fraction irréductible

Trois chemins, un seul résultat — et des couts différents.

Les trois chemins comparés, et le nombre d'opérations de chacun.

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Le problème des engrenages, et trois fractions à réduire.

Deux nombres premiers entre eux ne sont pas forcément premiers : 4 et 9 le sont l'un envers l'autre, sans être premiers.

  • Pas à pas
  • Décomposition
  • Euclide
  • Engrenages

Le barème, exercice par exercice total : 20 points

Exercice 1 — Trois chemins, un seul résultat 8 points

La même fraction, simplifiée de trois façons.

  • Le résultat est le même ; c'est le nombre d'opérations qui change.
  • Une fraction est irréductible quand son numérateur et son dénominateur n'ont plus aucun diviseur commun autre que 1.
  • Deux nombres premiers entre eux ne sont pas forcément premiers : 4 et 9 le sont l'un envers l'autre, sans être premiers.

Exercice 2 — Les engrenages 6 points

Lis le problème, puis réponds.

  • Pour un multiple commun on prend le plus GRAND exposant de chaque facteur ; pour un diviseur commun, le plus petit.
  • Vérifier que la petite roue fait plus de tours est un bon contrôle de vraisemblance.

Exercice 3 — Trois fractions à réduire 6 points

Rends chaque fraction irréductible, et dis par combien tu as divisé.

  • Les décompositions sont déjà écrites à la fiche 4 pour deux de ces nombres.
  • Si l'on a divisé par le plus grand diviseur commun, c'est fini dès la première division.

Ce que le générateur refuse sur ces fiches

Une liste de diviseurs incomplète. Elle est comparée, à chaque production, à la recherche exhaustive sur tous les entiers jusqu'à 400 : une seule divergence arrête la production.

Un critère de divisibilité qui se tromperait. Chaque critère est écrit comme une règle sur l'ÉCRITURE du nombre — la somme des chiffres, le chiffre des unités — et confronté à la divisibilité réelle sur tous les nombres jusqu'à 2 000. Que les deux coïncident n'a rien d'évident ; c'est précisément ce qui est vérifié.

Une division euclidienne dont l'égalité ne se refermerait pas, ou dont le reste ne serait pas compris entre 0 et le diviseur exclu.

Une liste de nombres premiers obtenue d'une seule façon. Le crible d'Ératosthène et la définition — exactement deux diviseurs — sont deux voies indépendantes, et le module vérifie qu'elles donnent la même liste jusqu'à 100.

Une décomposition qui ne se remultiplierait pas en son nombre, ou dont un facteur ne serait pas premier. Le contrôle passe sur tous les entiers de 2 à 500.

Un diviseur commun sur lequel les trois chemins ne s'accorderaient pas. C'est le contrôle qui porte tout l'article : la liste des diviseurs, la décomposition et l'algorithme d'Euclide sont calculés séparément et confrontés sur des dizaines de couples.

Un tri déséquilibré — une première version envoyait onze étiquettes sur douze dans la même colonne —, des associations qui se reliraient en ligne droite, un barème autre que 8 + 6 + 6, une réponse vide.

Et le mot PGCD lui-même, absent des cinq fiches : le programme ne le nomme pas, et l'écrire à côté de « le programme demande » serait le défaut que cette refonte corrige.

Deux corrections d'outillage faites en produisant cet article

Les décompositions étaient d'abord écrites avec des puissances — « 84 = 2² × 3 × 7 », l'écriture d'usage. Le vérificateur du site, qui recalcule chaque chaine d'égalité des corrigés, les a refusées : il sait multiplier, il ne sait pas lire un exposant. Plutôt que de lui apprendre les puissances, les décompositions sont écrites développées — « 84 = 2 × 2 × 3 × 7 » —, ce que le programme demande d'ailleurs à l'élève d'écrire. Elles sont désormais recalculées à chaque production.

Les couvertures du site n'employaient pas le canvas qui trace les fractions avec une vraie barre horizontale : elles écrivaient « 1/4 » à l'oblique, y compris sur les articles qui enseignent précisément cette écriture. Les 166 couvertures ont été régénérées et comparées une à une : seules changent celles qui écrivent une fraction — dont les valeurs exactes de trigonométrie, où le radical reste bien au numérateur. Les autres sont identiques au bit près.

Méthode et vérification

Contenu produit à partir du programme de mathématiques du cycle 4 : arrêté du 9 novembre 2015 modifié, BOEN n° 31 du 30 juillet 2020, thème A « Nombres et calculs », attendu « Comprendre et utiliser les notions de divisibilité et de nombres premiers ». L'arrêté du 18 février 2026 refond ce programme, mais son article 3 en échelonne l'entrée en vigueur et la troisième n'est concernée qu'à la rentrée 2028-2029. Le moteur `pgcd_3eme` calcule les diviseurs par couples, écrit chaque critère de divisibilité comme une règle sur l'écriture du nombre et le confronte à la divisibilité réelle, produit les nombres premiers par deux voies indépendantes, et obtient le plus grand diviseur commun de trois façons distinctes qu'il vérifie les unes par les autres.

Rédaction : Fiches Scolaires Mise à jour :
  • Programme de mathématiques du cycle 4, arrêté du 9 novembre 2015 modifié — BOEN n° 31 du 30 juillet 2020, thème A, attendu de fin de cycle « Comprendre et utiliser les notions de divisibilité et de nombres premiers ». Connaissances : « Multiples et diviseurs. Critères de divisibilité par 2, 3, 5, 9. Division euclidienne (quotient, reste). Définition d'un nombre premier ; liste des nombres premiers inférieurs ou égaux à 30. Fractions irréductibles. »
  • Même entrée, compétences associées : « Déterminer si un entier est ou n'est pas multiple ou diviseur d'un autre entier. Déterminer les nombres premiers inférieurs ou égaux à 100. Utiliser les critères de divisibilité par 2, 3, 5, 9, 10. Déterminer les diviseurs d'un nombre à la main, à l'aide d'un tableur, d'une calculatrice. Décomposer un nombre entier en produit de facteurs premiers (à la main ou à l'aide d'un logiciel). Simplifier une fraction pour la rendre irréductible. Modéliser et résoudre des problèmes mettant en jeu la divisibilité (engrenages, conjonction de phénomènes, etc.). »
  • Recherche menée sur le texte intégral du programme du cycle 4 : les chaines « PGCD », « PPCM » et « Euclide » y comptent zéro occurrence.

Questions fréquentes

Le PGCD est-il au programme de 3ème ?
Le sigle n'apparait pas une seule fois dans le programme de mathématiques du cycle 4, pas plus que PPCM ou le nom d'Euclide. Ce que le programme demande, c'est de « comprendre et utiliser les notions de divisibilité et de nombres premiers » : multiples et diviseurs, critères de divisibilité, division euclidienne, nombres premiers, décomposition en produit de facteurs premiers, et fractions irréductibles. Trouver le plus grand diviseur commun reste utile — c'est ce qui permet de simplifier une fraction en une seule division — mais le chemin attendu passe par la décomposition, qui montre pourquoi ce nombre est le bon.
Comment décomposer un nombre en produit de facteurs premiers ?
On divise par le plus petit nombre premier possible, puis on recommence sur le quotient, jusqu'à obtenir 1. Pour 84 : divisible par 2, il reste 42 ; encore par 2, il reste 21 ; par 3, il reste 7 ; et 7 est premier. Donc 84 = 2 × 2 × 3 × 7. Les critères de divisibilité font gagner du temps à chaque étape. On vérifie toujours en remultipliant : le produit doit redonner le nombre de départ. Chaque entier supérieur à 1 a une seule décomposition, à l'ordre des facteurs près.
Comment savoir si un nombre est premier ?
Un nombre premier a exactement deux diviseurs : 1 et lui-même. Pour le vérifier, il suffit d'essayer les nombres premiers jusqu'à sa racine carrée : si aucun ne le divise, il est premier. Pour 91, on essaie 2, 3, 5 et 7 — car 10² = 100 dépasse déjà 91 — et l'on trouve 91 = 7 × 13, donc 91 n'est pas premier. Le programme demande de connaitre par cœur la liste jusqu'à 30 : 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29 — dix nombres.
Quelle est la différence entre l'algorithme d'Euclide et la décomposition ?
Les deux donnent le même nombre, mais pas les mêmes possibilités. L'algorithme d'Euclide répète une division euclidienne jusqu'à un reste nul, et le dernier reste non nul est le résultat : c'est rapide, même sur de très grands nombres, et c'est ce que font les ordinateurs. La décomposition, elle, montre ce que les deux nombres ont en commun, facteur par facteur — et la même écriture répond ensuite à d'autres questions : combien de diviseurs a ce nombre, quel est le plus petit multiple commun. C'est pourquoi le programme demande la décomposition.

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